JP5112210B2 - 作業車両のステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えばホイルローダなどの車両に用いられる作業車両のステアリング装置に関する。

この種のものとして、例えば、図３に示すステアリング装置が従来から知られている。この従来のステアリング装置は、オービットロール（商標名）１にポンプ２を接続し、このポンプ２の吐出流体がオービットロール１に供給されるようにしている。また、オービットロール１は、回転量および回転速度に応じたパイロット流量を、回転方向に応じてポート４あるいは５から吐出する。そして、このオービットロール１は、ステアリングホイール３に連係している。

上記のようにしたオービットロール１にはステアリングバルブ６を接続しているが、このステアリングバルブ６にはパイロットポート７，８を設けている。そして、一方のパイロットポート７を、オービットロール１の一方のポート４に接続し、他方のパイロットポート８を、オービットロール１の他方のポート５に接続している。
上記のようにしたステアリングバルブ６には、ステアリングポンプＳＰとタンクＴとを接続するとともに、シリンダポート９，１０を設けている。そして、一方のシリンダポート９を、パワーシリンダ１１のピストン側室１１ａとパワーシリンダ１２のロッド側室１２ｂとに接続し、他方のシリンダポート１０を、パワーシリンダ１１のロッド側室１１ｂとパワーシリンダ１２のピストン側室１２ａとに接続している。

上記のようにしたステアリングバルブ６は、オービットロール１から吐出されるパイロット流量に応じてその切り換え量が制御される。すなわち、オービットロール１が一方に回転したとき、ポート４からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブ６のパイロットポート７に導かれる。そして、ステアリングバルブ６は、パイロット流量に比例した分だけ一方に切り換えられるので、ステアリングポンプＳＰからの吐出流体がシリンダポート９を経由してパワーシリンダ１１のピストン側室１１ａとパワーシリンダ１２のロッド側室１２ｂに供給される。このようにしてパワーシリンダ１１，１２に供給される流量は、ステアリングバルブ6の切り換え量に比例することになる。

また、オービットロール１が他方に回転すると、ポート５からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブ６のパイロットポート８に導かれる。そして、ステアリングバルブ６は、パイロット流量に比例した分だけ他方に切り換えられるので、ステアリングポンプＳＰからの吐出流体がシリンダポート１０を経由してパワーシリンダ１２のピストン側室１２ａとパワーシリンダ１１のロッド側室１１ｂに供給される。このようにしてパワーシリンダ１１，１２に供給される流量は、ステアリングバルブ６の切り換え量に比例することになる。
なお、ステアリングバルブ６が切り換えられたとき、パワーシリンダ１１，１２からの戻り流体は、このステアリングバルブ６を経由して上記タンクＴに戻される。

上記のように一方のパワーシリンダ１１あるいは１２が伸長し、他方のパワーシリンダ１２あるいは１１が収縮すれば、当該車両が操舵されるが、その操舵量はステアリングバルブ６の切り換え量に依存する。そして、ステアリングバルブ６の切り換え量はオービットロール１から吐出されるパイロット流量に依存するが、このパイロット流量はステアリングホイール３の回転量および回転速度に比例するので、結局は、上記操舵量はステアリングホイール３の回転量および回転速度に依存することになる。
特開２００６−６９４５８号公報

上記したようにオービットロール１から吐出される流量は、ステアリングホイール３の回転量および回転速度に比例することになる。したがって、大きく操舵しようとすれば、その分、ステアリングホイール３を何回も回転させなければならない。
そのために、操舵によるオペレータの疲労感が大きくなるという問題があった。

この発明の目的は、オペレータの疲労感も少ない作業車両のステアリング装置を提供することである。

第１の発明は、ポンプには、回転に応じた制御流量を吐出する一対の第１，２オービットロールを並列に接続し、これら第１，２オービットロールにはパワーシリンダを接続する一方、上記第１オービットロールにはステアリングホイールを連係し、上記第２オービットロールにはその回転駆動源としての電動モータを連係するとともに、この電動モータの回転方向、回転量および回転速度を制御するジョイスティックを備えている。

第２の発明は、上記第１，２オービットロールの回転に関連して切り換え方向および切り換え量が制御されるステアリングバルブを、第１，２オービットロールとパワーシリンダとの間に設けるとともに、このステアリングバルブには、パワーシリンダに流体を供給するためのステアリングポンプと、パワーシリンダからの戻り流体を受け容れるタンクとを接続する構成にしている。
第３の発明は、上記ポンプと第１，２オービットロールとの間に電磁切換弁を設けるとともに、この電磁切換弁は、そのノーマル位置においてポンプと第１，２オービットロールとを並列に接続し、切り換え位置においてポンプを第２オービットロールのみに連通させる構成にし、かつ、ジョイスティックの操作信号で電磁切換弁を切換位置に切り換える構成にしている。

第１、２の発明によれば、オービットロールを電動モータで回転させるとともに、この電動モータの回転方向、回転量および回転速度をジョイスティックで制御できるようにしたので、オペレータの疲労感を大幅に軽減させることができる。
また、オペレータの好みに応じてステアリングホイールによる操舵に切り換えることができる。しかも、当該車両が公道を走行するときには、ステアリングホイールによる操作ができる。
第３の発明によれば、ジョイスティックを操作して電動モータを作動させているときには、第２オービットロールのみを動作させることができる。言い換えると、ジョイスティックを操作して電動モータを作動させているときには、ステアリングホイールに連係した第１オービットロールは動作しないので、第１，２オービットロールが同時に回転して流体を吐出するという問題が発生しない。

図１に示した第１実施形態は、ポンプＰに第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２を並列に接続し、このポンプＰからの吐出流体が第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２に供給される構成にしている。
そして、第１オービットロールＭＵ１には、ステアリングホイール１３を連係し、このステアリングホイール１３の回転力で第１オービットロールＭＵ１が回転するとともに、その回転量および回転速度に応じたパイロット流量を、その回転方向に応じてポート１４あるいは１５から吐出するものである。

一方、第２オービットロールＭＵ２は、それに連係した電動モータＭの駆動力で回転するとともに、回転量および回転速度に応じた制御流量であるパイロット流量を、その回転方向に応じてポート１６あるいは１７から吐出するものである。
上記電動モータＭはジョイスティックＪに電気的に接続されている。そして、このジョイスティックＪの操作レバー１８の操作方向に応じて電動モータＭの回転方向が制御されるとともに、当該操作レバー１８の操作角に応じて電動モータＭの回転速度が制御される。

上記のようにした第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２にはステアリングバルブＶを接続しているが、このステアリングバルブＶにはパイロットポート１９．２０を設けている。そして、一方のパイロットポート１９を、第１オービットロールＭＵ１の一方のポート１４および第２オービットロールＭＵ２の一方のポート１６に接続し、他方のパイロットポート２０を、第１オービットロールＭＵ１の他方のポート１５および第２オービットロールＭＵ２の他方のポート１７に接続している。
上記のようにしたステアリングバルブＶには、ステアリングポンプＳＰとタンクＴとを接続するとともに、シリンダポート２１，２２を設けている。そして、一方のシリンダポート２１を、パワーシリンダ２３のピストン側室２３ａとパワーシリンダ２４のロッド側室２４ｂとに接続し、他方のシリンダポート２２を、パワーシリンダ２３のロッド側室２３ｂとパワーシリンダ２４のピストン側室２４ａとに接続している。

上記のようにしたステアリングバルブＶは、第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２から吐出されるパイロット流量に応じてその切り換え量が制御される。すなわち、第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２が一方に回転したとき、ポート１４，１６からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブＶのパイロットポート１９に導かれる。そして、ステアリングバルブＶは、パイロット流量に比例した分だけ一方に切り換えられるので、ステアリングポンプＳＰからの吐出流体がシリンダポート２１を経由してパワーシリンダ２３のピストン側室２３ａとパワーシリンダ２４のロッド側室２４ｂに供給される。このようにしてパワーシリンダ２３，２４に供給される流量は、ステアリングバルブＶの切り換え量に比例することになる。

また、第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２が他方に回転すると、ポート１５，１７からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブＶのパイロットポート２０に導かれる。そして、ステアリングバルブＶは、パイロット流量に比例した分だけ他方に切り換えられるので、ステアリングポンプＳＰからの吐出流体がシリンダポート２２を経由してパワーシリンダ２４のピストン側室２４ａとパワーシリンダ２３のロッド側室２３ｂに供給される。このようにしてパワーシリンダ２３，２４に供給される流量は、ステアリングバルブＶの切り換え量に比例することになる。
なお、ステアリングバルブＶが切り換えられたとき、パワーシリンダ２３，２４からの戻り流体は、このステアリングバルブＶを経由して上記タンクＴに戻される。

上記のように一方のパワーシリンダ２３あるいは２４が伸長し、他方のパワーシリンダ２４あるいは２３が収縮すれば、当該車両が操舵されるが、その操舵量はステアリングバルブＶの切り換え量に依存する。そして、ステアリングバルブＶの切り換え量は第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２から吐出されるパイロット流量に依存するが、このパイロット流量はステアリングホイール１３あるいは電動モータＭの回転量および回転速度に比例するので、結局は、上記操舵量はステアリングホイール１３あるいは電動モータＭの回転量および回転速度に依存することになる。
いずれにしても、この第１実施形態によれば、ステアリングホイール１３あるはジョイスティックＪのいずれかを操作することによって、当該車両を操舵することができる。

図２に示した第２実施形態は、ポンプＰと第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２との接続過程に電磁切換弁ＳＶを設けたもので、その他の構成は第１実施形態と同じである。そして、上記電磁切換弁ＳＶは、スプリング２５のバネ力で通常は図示のノーマル位置を保つ。このノーマル位置においては、ポンプＰは第１オービットロールＭＵ１のみに接続されることになる。

また、電磁切換弁ＳＶは、ジョイスティックＪの操作信号によってソレノイド２６が励磁され、上記ノーマル位置から図面左側位置である切換位置に切り換わる構成にしている。電磁切換弁ＳＶが上記切換位置に切り換わると、ポンプＰは第２オービットロールＭＵ２のみに連通するようにしている。
したがって、この第２実施形態によれば、ジョイスティックＪを操作して電動モータＭを作動させているときには、第２オービットロールＭＵ２のみが動作する。言い換えると、ジョイスティックＪを操作して電動モータＭを作動させているときには、ステアリングホイール１３に連係した第１オービットロールＭＵ１は動作しないので、第１，２オービットロールＭＵ２が同時に回転して流体を吐出するという問題が発生しない。

なお、上記第１，２実施形態では、第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２とパワーシリンダ２３，２４との間にステアリングバルブＶを介在させたが、このステアリングバルブＶを省略して、第１，２オービットロールＭＵ１，ＭＵ２から吐出される制御流量で、パワーシリンダ２３，２４を直接作動させるようにしてもよいものである。

この発明の第１実施形態を示す回路図である。 この発明の第２実施形態を示す回路図である。 従来のステアリング装置の回路図である。

符号の説明

Ｐ ポンプ
ＭＵ１ 第１オービットロール
ＭＵ２ 第２オービットロール
Ｍ 電動モータ
Ｊ ジョイスティック
Ｖ ステアリングバルブ
２３ パワーシリンダ
２４ パワーシリンダ
ＳＶ 電磁切換弁

Claims (3)

1. ポンプには、回転に応じた制御流量を吐出する一対の第１，２オービットロールを並列に接続し、これら第１，２オービットロールにはパワーシリンダを接続する一方、上記第１オービットロールにはステアリングホイールを連係し、上記第２オービットロールにはその回転駆動源としての電動モータを連係するとともに、この電動モータの回転方向、回転量および回転速度を制御するジョイスティックを備えた作業車両のステアリング装置。
2. 上記第１，２オービットロールの回転に関連して切り換え方向および切り換え量が制御されるステアリングバルブを、第１，２オービットロールとパワーシリンダとの間に設けるとともに、このステアリングバルブには、パワーシリンダに流体を供給するためのステアリングポンプと、パワーシリンダからの戻り流体を受け容れるタンクとを接続してなる請求項１記載の作業車両のステアリング装置。
3. 上記ポンプと第１，２オービットロールとの間に電磁切換弁を設けるとともに、この電磁切換弁は、そのノーマル位置においてポンプと第１，２オービットロールとを並列に接続し、切り換え位置においてポンプを第２オービットロールのみに連通させる構成にし、かつ、ジョイスティックの操作信号で電磁切換弁を切換位置に切り換える構成にした請求項１または２記載の作業車両のステアリング装置。

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